Título del Proyecto

La coexistencia de las especies, y la dinámica de abundancias en comunidades ricas en biodiversidad

Nombre del mentor

Sean Connolly (ConnollyS@si.edu)

Lugar de la pasantía

Naos Marine Laboratories

Resumen y objetivos del proyecto

Este proyecto utiliza enfoques de modelado matemático y estadístico, junto con enfoques empíricos para entender cómo coexisten diferentes especies en comunidades de alta riqueza de especies, tanto en arrecifes de corales como en selvas tropicales, cómo se mantienen patrones espaciales y temporales en la abundancia de especies en tales comunidades, y las consecuencias de las interacciones entre especies para la provisión de servicios ecosistémicos claves. Dentro de este tema general, el enfoque específico del pasante es algo flexible. El trabajo puede incluir cualquiera de los siguientes tipos de enfoques: (1) El análisis teórico de modelos matemáticos de la dinámica de las comunidades para determinar cómo diferentes tipos de interacciones entre especies influyen a la coexistencia de las especies, abundancia relativa, y propiedades comunitarias agregadas, como la producción de la biomasa. (2) El ajuste de modelos basados en procesos ecológicos a datos ecológicos, para inferir los papeles de las interacciones entre las especies, y las respuestas de diferentes especies a fluctuaciones ambientales, en la estructuración de las comunidades ricas en especies. (3) El análisis de modelos estadísticos fenomenológicos a datos de biodiversidad espacial y temporal, para identificar y explicar patrones macro-ecológicos en la biodiversidad. (4) La construcción y análisis de modelos de simulación de la biodiversidad, para entender cómo diferentes tipos de complejidad en la estructura y la dinámica de comunidades influyen la producción de patrones de biodiversidad. (5) El diseño e implementación de experimentos o análisis de datos experimentales en parámetros demográficos de corales, particularmente los que son relevantes a interacciones ecológicas en etapas del ciclo de vida que son obstáculos importantes para la supervivencia (por ejemplo, competencia entre larvas recientemente asentadas).
Para los temas 1-2, solicitantes deben tener una sólida formación en matemáticas, y para los temas 3-4, en estadísticas, adicional a cierta familiaridad con la biología.

Objetivos de la tutoría

El pasante va a ganar familiaridad con teoría de la biodiversidad, y con la aplicación de enfoques cuantitativos de vanguardia en la investigación de biodiversidad, trabajando cerca del supervisor principal, el científico Sean Connolly, y otros becarios trabajando dentro de este programa de investigación.

Rol del pasante, compromiso de tiempo y productos esperados

Se espera que el pasante trabaje ~40 horas por semana. Si se realizaran experimentos, horas y días podrían variar depende de las necesidades del proyecto. El producto final puede incluir una presentación de cartel o un informe escrito de investigación (por ejemplo, para crédito de un curso en su institución de origen). Lo ideal sería que el proyecto diera resultados que pudiesen ser publicados en una revista internacional, con el pasante como coautor o posiblemente como autor principal.

¿Cuáles son las ocasiones habituales para discusiones grupales, asistencia a conferencias, asesoramiento profesional y otras oportunidades educativas y experienciales para sus pasantes

Reuniones con el supervisor o mentor principal se realiza semanalmente o con más frecuencia, en promedio. Avisa y apoya adicional estarían disponible de otros miembros del laboratorio de científico Sean Connolly, en reuniones individuales y grupales. Adicionalmente, se animaría que el pasante asista a las charlas de investigación de STRI, como las presentaciones semanales en Tupper y las charlas aproximadamente bisemanales en los laboratorios de los laboratorios de Naos, donde los pasantes tendrán la oportunidad de interactuar con miembros de la comunidad de STRI involucrados en otros proyectos.

List of suggested readings

Álvarez-Noriega, M.; J.S. Madin, A.H. Baird, M. Dornelas, and S. R. Connolly. 2023. Disturbance-induced changes in size-structure promote coral biodiversity. American Naturalist 202: https://doi.org/10.1086/726738

Tsai, C-H., H.P.A. Sweatman, L.M. Thibaut, and S.R. Connolly. 2022. Volatility in coral cover erodes niche structure, but not diversity, in reef fish assemblages. Science Advances 8: eabm6858.

Sims, C. A., E. M. Sampayo, M. M. Mayfield, T. L. Staples, S. J. Dalton, N. Gutierrez-Isaza, and J. M. Pandolfi. 2021. “Janzen–Connell Effects Partially Supported in Reef-Building Corals: Adult Presence Interacts with Settler Density to Limit Establishment.” Oikos 130: 1310–25.

Sampayo, E.M., Roff, G., Sims, C.A. et al. Patch size drives settlement success and spatial distribution of coral larvae under space limitation. Coral Reefs 39, 387–396 (2020). https://doi.org/10.1007/s00338-020-01901-1

Connolly, S.R., S.A. Keith, R.K. Colwell, and C. Rahbek. 2017. Process, mechanism, and modelling in macroecology. Trends in Ecology and Evolution 32: 835-844.

Connolly, S.R., T.P. Hughes, and D.R. Bellwood. 2017. A unified model explains commonness and rarity on coral reefs. Ecology Letters 20: 477-486.